Датчик давления Советский патент 1988 года по МПК G01L9/04 

11 Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к преобразователям давлений в электрический сигнал. Целью изобретения является повы шение точности измерений в широком интервале температур. На чертеже представлена конструкция датчика давления, разрез. Датчик давления содержит чувствительные элементы 1 в виде тонкостенных цилиндров, приваренньк своими краями к трубчатому опорному элементу 2 над кольцевыми проточками 3 со сквозными радиальными каналами 4, которые сообщают кольцевые проточки 3 с проходным каналом 5 опорного элемента 2. В средней части проходного канала 5 выполнена сплошная перегородка 6, герметично разделяющая внутреннюю по лость трубчатого опорного элемента 2 1 а две симметричные половины. Форма и глубина кольцевых прото- чек 3, количество и диаметр их сквоз ных радиальных каналов 4 не оказьшаю существенного значения на показания датчика давления, если соблюдены иде тичиость и сим датрия их по обе сторо ны от перегородки 6. К внешнейповерхности опорного зл элемента 2 своими краями прикреплен коаксиально охватывающий опорный элемент цилиндрический корпус 7, образуя герметичный объем 8. Объем 8 может быть заполнен газом, жидкостью .или желеобразной средой под атмос ферным или другим наперед заданным давлением, которое одинаково воздействует на оба чувствительных элемента 1 . Для преобразования деформации чув ствительного элемента 1 в электричес кий сигнал на тонкостенные цилиндры намотаны обмотки 9 из тензорезистив- ного микропровода в стеклянной изоля ции: по две однорядовых пространственно совмещенных обмотки на каждом тонкостенном цилиндре, образующих два равных противоположных плеча измерительного моста. Обмотки 9 намотаны поверх чувствительного элемента 1, находятся в объеме 8 и не соприкасаются с измеряемой средой, которая может быть агрессивной. Пространственная совмещенность двух обмоток максимально обеспечивает идентичность воздействия на них 6 измеряемого давления и внешних условий. И поскольку ширина обмоток из микропровода в стеклянной изоляции не превьш1ает 30% длины чувствительного элемента и выполнена в средней части этого элемента, то имеет место линейность показаний, так как чувствительный элемент в такой узкой зоне под действием давления работает в линейном режиме. Связь обмоток, образующих плечи измерительного моста с измерительной схемой, осуществляется через токопод- воды 10, вьтолненные в форме металлических полуколец, электрически изолированных от основания и друг от друга. Работа датчика давления может протекать в трех режимах. В режиме измерения избыточного давления, когда измеряемая среда подается с одного, конца датчика в проходной канал 5 и через радиальные каналы 4 воздействует на чувствительный элемент I, который в свою очередь, деформируясь, воздействует на обмотки 9 из тензорезистйвного мик- ропровода, преобразующие деформацию (локальные перемещения) чувствительного элемента 1 в электрический сигнал. При этом с другого конца датчика проходной канал 5 открыт и через радиальный канал чувствительный элемент 1 испытывает воздействие давления окружающей среды. Кроме того, для обоих чувствительных элементов 1 имеет место воздействие давления в объеме, образованном поверхностью опорного элемента 2 и корпуса 7. (р -Pl-Cp При этом Р i - О I - t - Р2 -измеренное давление; -давление под корпусом 7, -давление окружающей среды, -давление измеряемой среды, Р Р - Р - Р При Р, атм из атм л-г t.f -Т л где Р а - атмосферное давление. В режиме измерения абсолютного давления, когда измеряемая среда также подается с одного конца, датчика давления в проходной канал 5, а с другого конца откачивается воздух из проходного канала 5 и штуцер герметизируется заглушкой. Механизм воздействия давления на чувствительные элементы 1 и обмотки 9 преобразова31165136/

теля давления в электрический сигнал городкой 6, измеряемая разность давостается прежним. При этомлений всегда равна

-р р - р

ч 2. - .

РИЭД, (Ра РО Ро) 5 где Е и Р - Давление одной и другой

и при Р, 0}Р„,;и Р. т.е. имеет Конструкция обеспечивает измереместо измерение абсолютного давления. „„ давления от 0,5 до 200 МПа

В реямме измерения разности дав- Конструкция позволяет создать Дат лений (перепад давлений), когда дав- tО чикн давления класса . точности (0,1ление двух сравниваемых сред подаются 0,25)% для применения их в различных в проходной канал 5, казадая со свое- отраслях промышпенности в системах го конца датчика давления. Благодаря автоматического контроля, регулироваидентичности и симметричности двух ния и. управления технологическими полостей датчика, разделенных пере- процессами.

измеряемой среды.

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, Содержащий размещенный в корпусе цилиндрический опорный элемент с подводящими каналами, на котором установлены два тонкостенных цилиндра с тензопреобразова- телями, включенньми в измерительный мост, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком интервале температур, в нем каждый тензопреобразователь выполнен в виде двух совмещенных однорядовых обмоток из провода в стеклоизоляции, намотанных на среднюю часть тонкостенного цилиндра и включенных в два противоположных плеча моста, при этом корпус выполнен герметичным, а ширина двух совмещенных однорядовых обмоток не превышает одной трети длины тонкостенного цилиндра..